关于混凝土实体回弹检测试验探讨

史帅

论文摘要：

本文以兴县北山过境公路工程为依托，针对混凝土实体进行回弹检验，回弹法检验是一个使用广泛的检验方式。使用回弹来完成对混凝土的测试，可以高效的完成对混凝土表面硬度的测定，进而确定混凝土的强度，回弹检测是当前建筑构件实体强度测试中非常关键的一个环节。而就目前而言，由于建筑行业在现阶段的快速发展，混凝土发生了很大的改变，这一改变在其原料和工艺上有很大的体现，所以，想要有效测量砼的强度信息，就不要仅仅从构件实体的硬度来着手，文章以对混凝土构件的实体检验为基准，并对回弹检测结果进行解析，期望能对相关工作中的工作人员提供帮助。

关键词：混凝土 结构 回弹检测

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1.引言

关于对混凝土实体回弹的检验问题，《混凝土结构工程施工质量验收规范》进行了具体有效的规定，在此影响下，中国建筑结构的质量安全获得了有力的保证，为工程质量的提高奠定了牢固的基石，这也成为当前中国建筑质量检测中较为重要的组成部分。对于建筑施工公司来说，通过对砼建筑的施工质量检查与检验工程的标准，能够使得建筑公司提高对质量问题的关注，从而进行有效的质量检验，严格控制出现的质量问题，及时制止事故的发生。采用有效的实体回弹检测，则可以使得砼建筑构造比较的更加合理，从而防止了施工时发生各种情况，并由此来提高了施工的安全性。

2.工程实例概况介绍

兴县北山过境公路工程，地处吕梁市兴县境内。项目起点K0+0地处兴县东部，顺接省道忻黑线（S313），道路沿北山向西布线，经奥家湾村北，下穿岢临高速公路车家庄桥段，再经车家庄、乔家沟后，沿新旧城发展计划北边界一直向西布线，经乔家沟、程家沟、蔚汾村、石盘头、李家湾、五龙堂、胡家沟、蔡家崖村，最后止于窑则峁沟桥段，接兴县蔡家崖北坡村互通，终点桩号 K15+450，全线共设置13座大桥，其中乔家沟大桥（K3+068-K3+194,长126m）和胡家沟大桥（K14+251-K14+407,长156m）两座大桥为合同外补充工程，全线所有大桥及预制T梁的质量控制均采用实体回弹检测。所有大桥及预制T梁的质量控制均采用实体回弹检测。

3.回弹值测量

回弹检验程序中所用的仪器和测试设备的特性直接关系回弹检验数据的精度和可信度。现场的仪器和设备配置如下表：

表1  回弹仪器及材料

器具、材料名称及规格	数  量
钢砧	1个
HT-225T型回弹仪（净重1.5kg）	1台
JW-STH型碳化深度尺	1个
砂轮	1个
毛刷	1把
锤子	1把
钢锥	1把
注射器（10ml）	1把
浓度1%～2%的酚酞酒精溶液	1瓶

(1)每当完成回弹试验时，回弹仪都要在钢砧上完成率定，确保回弹测试数据的准确度和真实性。

(2)计算回弹值时，使用砂石将构件待测面上的悬浮物擦除，用毛刷清洗一遍。

(3)在计算回弹值时，回弹仪的主轴要自始至终垂直于混凝土试验平面位置，且要慢慢施压、快速读数、迅速恢复。

(4)一个检查点应读取16个返弹值，各检查点的返弹值读数应正确。测点应在观测的区域内均匀排列，且邻近二个测点的净间距均不能低于20mm；测点的外露钢筋混凝土捆扎直径、预留孔以及安装的高度均不能低于30mm；测点不可以放在吻突的外露框架混凝土石块上，每一个测点都应可以弹一下。

(5)当测量泵送砼强度时，测量区应选在砼混凝土一侧。

(6)率定范围：按仪器芯线颜色接入电桥的接线柱，测量混凝土实体回弹。将大应变计放入校正仪两夹具中，用扳手旋紧螺丝将两端凸缘夹紧。拧螺丝时，四颗要同时缓慢地进行，边紧螺丝边监视回弹比的变化。仪器夹紧时，回弹读数与自由状态下回弹读书之差值应小于20。否则，放松后重按上述进行。而后，将表固定支座内夹紧，但须注意让仪器活动伸缩杆能自由移动为限。移动仪器支座，使仪器活动杆顶住仪器端面，并顶压0.25mm之后，固定仪器支座。摇动校正仪手柄，对仪器预拉0.15mm,回零再压0.25mm。这样往返3次之后，可正式进行率定。

4.结果计算

（1）当计算检查点的全部返弹值时，再在各检查点的所有16个返弹值中扣除三个平均值后，把余下的10个返弹值按下式计算：

式中：—测区平均回弹值，精确至0.1；

 第i个测点的回弹值。

(2)非水平方向测量混凝土侧面时，测区的回弹值应按下式调整:

=+

式中：—非水平方向检测时测区的平均回弹值，精确至0.1；

           —非水平方向检测时回弹值修正值。

(3)以水平方法测试混凝土在浇注表面以及混凝土底面时，测区的平均回弹法值应按以下方法调整：应按以下方法调整：

式中：—水平方位上的水泥混凝土表层、底部时，测区的回弹值，调整精度至0.1；

—混凝土浇筑表面、底面回弹值的修正值。

(4)当返弹值在非水平方向且检测面在混凝土的非混凝土一侧时，可先对返弹值进行方向调节，并根据调节后的返弹值进行浇筑面修正。

5.影响混凝土碳化的因素及碳化深度测量方法

（1）混凝土表面的密实度

强度较小的水泥表面密实性较差，但孔隙率高，通透性好，容易碳化。

（2）混凝土所处环境条件

二氧化碳含量：一般在大气环境中具有水分的前提下，其碳化速率随着二氧化碳含量的提高而增加；

周围介质的相对湿度变化：在周围大气的相对湿度约为百分之五十以下时，碳化速率变化较快。过高的相对湿度如百分之九十五以上，则会使水泥孔隙中布满了水滴、二氧化碳等不易散布到水泥岩中，又或者水泥岩中的碳酸钙离子透过水滴而弥散到表层，水泥中碳化后产生的碳酸钙将表面缝隙完全封闭，所以碳化作用不易进行。过低的相对湿度如百分之二十五，由于孔隙内缺乏适当的水分而使二氧化碳形成碳酸，则碳化过程也就无法完成。

碱度较高的水泥氢氧化钙浓度较多，在硬化后和室内空气中的超临界二氧化碳相互作用形成碳酸化钙的持续时间也长，亦即炭化速度慢。

目前,最简单的检测碳化深度的办法是乙醇或酚酞溶剂法。使用酚类的乙醇水溶液根据遇碱后变红的原理计算碳化深度，通常使用百分之一到百分之二的酚类的乙醇水溶液滴到水泥表层后，用碳化深度测量仪计算未变红部分到水泥表层的垂直距离即为碳化深度。这是一个间接测量碳化深度的方法，其实质是测量混凝土表面的中性化程度，而不是直接测量碳化深度值。这种方式可以测量在一般状况下,混凝土的碳化深度是简单方便、准确可靠。

6.碳化深度对回弹结果的影响

碳化深度方法如下：首先，通过选择适当的方法在测区表层上产生直径 15 mm 的缝隙中，其深入应超过混凝土的碳化深层，并去除了裂缝中的粉状和碎屑，但不要加水擦洗；然后使用含量约为百分之一到百分之二的双酚酞酒精液滴于空洞内部的边界处，在已水泥表面碳化和未炭化的边界澄清时，通过碳化深度测量仪计算边界面至水泥表层之间的垂直度高度。

各龄期平均的碳化深度统计,见表2。我们能够发现，由于伴随年龄的变大碳化深入逐步提高，且由于高性能水泥的掺合物料集料填充效应，再加上二级水化产物有效堵塞了缝隙，密实性也要较普通水泥好，所以高性能水泥炭化深度比普通水泥小。但是因为二级水化耗尽了氢氧化钙，使得后期的炭化深入依然很大。

表2  各龄期碳化深度 （mm）

类型	28d	56d	90d	180d
高性能混凝土	0	0	2.0	4
普通混凝土	0	2	2.5	5

根据高性能水泥和普通混凝土在一定年龄范围内的返弹值以及水泥碳化深度,来换算碳化后的回弹强度推定数值。可见龄期为80-100d的最大回弹速度推定系数是 56d的大小，这和钻芯法获得的抗压硬度变化恰恰相反。因此,又按无碳化（或碳化深度为 0）的情况进行换算，可以得出无碳化时回弹强度的推定数值。分别对各回弹强度的推测值与钻芯法耐压性能作相关性分析。可见，在经过碳化深度调整之后的回弹强度推测值随着年龄范围增大反而下降，导致与钻芯法的抗压能力关联性不足，但根据无碳化的情况推测二者关联性较好。

表3  高性能混凝土各龄期回弹强度推定值与钻芯法抗压强度值对比

龄期/d	碳化后强度推定值	无碳化强度推定值	钻芯法抗压强度值
28	32.6	32.6	38.0
56	36.1	36.1	43.5
90	32.6	39.2	44.2
180	28.7	39.7	45.1

表4  普通混凝土各龄期回弹强度推定值与钻芯法抗压强度值对比

龄期/d	碳化后强度推定值	无碳化强度推定值	钻芯法抗压强度值
28	22.9	22.9	40.5
56	24.6	29.1	41.2
90	29.5	36.5	45.9
180	24.4	36.9	46.3

混凝土在碳化后的耐压性能增加，但伸缩性却减少，而静力弹性模量的转变正比于抗拉强度的改变，产生了强烈的脆性。按现行标准碳化深度＞6 mm 时的碳化修正法可认为水泥表面已完全碳化，但仍应比尚未碳化的混凝土硬度低提高 40% 。但从模型测试的钻芯法抗压强度计算结果中可发现，高性能混凝土与一般混凝土在碳化的深度值差较大时，混凝土表面强度并不会提高过多，因此不能满足完全碳化的情况或者在碳化前后水泥实际抗压强度差距已达到百分之四十，所以建议适当降低甚至不做碳化修正。

7.结束语

综上所述，在建筑行业日益发达的今天，为实现施工效率的提高，必须要注意对钢筋结构实体检测工程中回弹检测的应用，根据其危害原因科学合理的提出处理措施，加强对混凝土表面质量的建设，从而使得回弹结果更加科学、有效。在实际应用过程中，一定要针对具体问题具体的分析，务必要保证检测手段的合理性，以此来为检测结果的正确性奠定坚实的基础，从而实现工程质量的稳步提升。

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